▷ Kas ir mātesplate un kā tā darbojas?

Šodien mums ir jārunā par datora mātesplati. Mātesplate neapšaubāmi ir datora izveides pamatelements, pārējie komponenti, piemēram, CPU vai RAM, tiks uzstādīti uz tā, lai mašīna būtu spējīga iedarbināt un strādāt. Tātad, detalizēti redzēsim, kas ir mātesplate un kā tā darbojas.

Satura rādītājs

Kas ir mātesplate?

Pamatplate bez šaubām ir vissvarīgākā datora sastāvdaļa. Tas ir tas, kas noteiks, kāda arhitektūra ir mūsu komandai tās iekšējos komponentos. Katra mātesplate tiks veidota, lai izmitinātu noteiktus komponentus vai noteikta veida komponentu saimes, kā arī atbalstīs noteiktu ātrumu un ietilpību, kāda šiem komponentiem ir.

Visi vai gandrīz visi komponenti, kas ir datora sastāvdaļa, tiks savienoti ar mātesplati. Tas būs arī atbildīgs par sakaru kopnes izveidi starp šiem komponentiem (CPU, RAM, grafiskā karte) un tajā instalētajām perifērijas ierīcēm (pele, tastatūra, ekrāns utt.)

Tās fiziskais aspekts ir noteiktu izmēru elektroniska shēma, kurā ir uzstādīta virkne elementu, piemēram, mikroshēmas, kondensatori, komponentu savienotāji un elektrības līnijas, kas kopā veido datora struktūru.

Gandrīz visās no tām jābūt instalētām četrām pamata sastāvdaļām:

• Barošanas avotsCentrālais procesorsRAM atmiņaUzglabāšanas vienības

Pamatplates sastāv no dažādiem fiziskiem formātiem, kas nosaka to fiziskās dimensijas.

Pamatplates formāti

Formāti, kurus mēs varam atrast tirgū, ir šādi:

E-ATX

Tas ir lielākais formas faktors, kāds mums ir tirgū. Tās izmēri ir 305 x 330 mm. Šajās plāksnēs parasti ir bagātīgi caurumi paplašināšanas kartēm un daudz iespēju grafisko karšu instalēšanai SLI vai Crossfire.

Turklāt RAM atmiņas instalēšanai būs pieejami ne vairāk kā 8 sloti

ATX

Pateicoties Intel ieviešanai, šīs plāksnes ir tirgū kopš 1995. gada. Tie ir arī visizplatītākie, ko mēs varam atrast. Tās izmēri ir 305 x 244 mm, lai gan ir arī daži, kuru izmēri ir nedaudz atšķirīgi. Protams, caurumiem tā novietošanai šasijā jāatrodas precīzi standartizētās vietās.

Šāda veida mātesplates tiek izmantotas gandrīz visu veidu sistēmām, birojam, spēlēm utt. Tas ir saistīts ar tā plašajām paplašināšanas iespējām. Parasti RAM atmiņu instalēšanai mums ir 7 paplašināšanas sloti un 4 sloti .

Micro ATX

Pamatplašu ar šādu formātu izmēri ir 244 x 244 mm, tāpēc tās ir diezgan mazākas nekā iepriekšējās, aptuveni 25%. Šīs dēļi, kas ir mazāka formāta, ir paredzēti biroja darba komandām, kurām nav nepieciešams tik daudz paplašināšanas laika nišu un kuras aizņem arī mazākas šasijas.

Starp paplašināšanas iespējām tai ir ne vairāk kā 5 paplašināšanas sloti, lai gan parasti ir 3 un vietas līdz 4 RAM atmiņām. Šāda veida plāksnēm būs nepieciešama šasija, kas savietojama ar to stiprinājumu, jo skrūvju novietojums atšķirsies no ATX plāksnēm.

Mini ITX

Šis ir mazākais mājas datoriem pieejamais plates formāts. Tā izmēri ir 170 x 170 mm. Fiksēšanai tas sastāv no četriem caurumiem, kas sakrīt ar tiem, kas uzstādīti ATX plāksnei.

Šajos dēļos mēs varam atrast vienu grafiskās kartes paplašināšanas slotu un divas RAM atmiņas vietas

Ir arī citi, piemēram, XL-ATX, formāti, taču tie parasti nav redzami zemā / vidējā diapazonā. Tikai PREMIUM diapazonā

Mātesplates fizikālie komponenti

Šī būs līdz šim plašākā sadaļa šajā rakstā, jo mātesplatē ir virkne komponentu, kurus vērts nosaukt. Sāksim tad.

Chipset

Mikroshēmojums vai "mikroshēmojums" ir integrētu shēmu komplekts, kas ir izveidotas, lai izveidotu sakarus starp procesoru un citiem komponentiem, kas uzstādīti mātesplatē. Šie elementi var būt RAM atmiņa, cietie diski, paplašināšanas sloti un ievades un izvades porti.

Attīstoties mātesplates tehnoloģijai, šīs mikroshēmas parasti sastāv no vienas centrālās mikroshēmas. Turklāt šīs mikroshēmas ir paredzētas tikai procesoru kopumam vai noteiktam zīmolam un noteiktiem RAM atmiņas moduļiem. Tas prasa, lai, iegādājoties mātesplati no tirgus, mēs būtu spiesti arī iegādāties tam saderīgu procesoru un RAM moduļus.

Vecās mātesplates

Chipset var integrēt ar divām mikroshēmām, un tos sauc arī par North Bridge vai North Brigde un South Bridge vai South Bridge. Katra no šīm mikroshēmām ir atbildīga par noteiktiem veicamiem uzdevumiem:

Ziemeļu tilts: šī mikroshēma ir tieši pievienota procesora kopnei, un tai ir tieša saziņa ar to un RAM atmiņa. Šo kopni sauc arī par Front Side Bus vai (FSB), un tas ir noteicošais datora ātrumā un veiktspējā. Papildus tam tas ir arī atbildīgs par saziņu ar PCI-Express pieslēgvietām, jo ​​tieši tās atbalsta ātrdarbīgākās komponentes, piemēram, mātesplati vai jaunās M.2 un PCI-E cietvielu krātuves vienības.

Dienvidu tilts: Šī mikroshēma ir tieši savienota ar ziemeļu tiltu caur Direct Media Interface vai (DMI) kopni. Šī mikroshēma ir atbildīga par ievades un izvades ierīču sakariem un to savienošanu ar ziemeļu tiltu. Piemēram, SATA cietie diski, USB, Fire Wire, tīkla karte, AUDIO utt.

Mūsdienu mātesplates

Pašlaik, parādoties daudzkodolu procesoriem, piemēram, Intel Core un AMD FX, šī mikroshēmojuma pakete ir ievērojami samazināta līdz vienai mikroshēmai, tādējādi pazūdot dienvidu tiltam.

Tas notiek tāpēc, ka jaunie procesori tajos integrē atmiņas kontrolieri, tāpēc tie ir tieši savienoti ar RAM atmiņas kopni. Teiksim, ka FSB tilts ir integrēts procesorā, un kopni, kas atbild par citām ierīcēm, sauc par Plataform Controller Hub (PCH), aizstājot DMI kopni.

Chipset veidi

Pastāv liels skaits mikroshēmojumu modeļu. Ar katru procesoru attīstību notiek arī šo mikroshēmu evolūcija. Kā jau visur, arī zemāka līmeņa vai zemāka ātruma komponentu pārvaldībai ir vidēja diapazona un augstākās klases, kas piedāvā maksimālu ātrumu un atbalstu dažādām grafikas kartēm un visātrāko operatīvo atmiņu tirgū.

Pēc procesora ražotāja domām, mēs varam atrast mikroshēmojumus, kas paredzēti AMD procesoriem, un mikroshēmojumus, kas paredzēti Intel procesoriem.

Lai iegūtu papildinformāciju par abu tehnoloģiju jaunākajiem mikroshēmojumu modeļiem un to salīdzinājumu, apmeklējiet mūsu šādus rakstus:

Mikroprocesora ligzda

Tā kā savādāk nevarētu būt, mātesplatē ir jāinstalē mikroprocesors, un, lai to sazinātos ar mātesplati, būs nepieciešama kontaktligzda ar fiziskajiem savienotājiem. Ir divu veidu kontaktligzdas:

• PGA (Pid Grid Array): šajā kontaktligzdā ir panelis ar caurumiem mikroprocesora ievietošanai iekšpusē, kurā būs kontakta tapas ievietošanai. LGA (Land Grid Array) - kontaktligzdā ir apzeltītu kontaktu matrica, kas veido kontaktu starp mātesplati un procesora mikroshēmu, kurai ir tikai plakana virsma ar saskares punktiem.

Ievietošanas tehnoloģiju sauc par ZIF (nulles ievietošanas spēks), un mikroshēma perfekti neietilpst kontaktligzdā, ja jums procesā jāpieliek spēks.

Tāpat kā procesoru gadījumā, instalēšanai ir daudz veidu kontaktligzdas. Tas nozīmē, ka, pērkot noteiktas arhitektūras mātesplati, ir jāiegūst ar to saderīgs procesors.

Turklāt katra mātesplate ir paredzēta procesora ražotājam, tāpēc gan ligzdai, gan mikroshēmojumam jābūt saderīgam ar attiecīgo zīmolu.

Lai uzzinātu vairāk par procesora darbību, iesakām šo rakstu:

• Kas ir procesors un kā tas darbojas?

RAM atmiņas sloti

Šie savienotāji vai kopnes ir atbildīgi par RAM atmiņas moduļu, kas tiks uzstādīti iekārtā, ievietošanu. Parasti mātesplatēm ir 4 sloti vai augstākās klases mātesplatēm ir 8.

Šīs laika nišas parasti ir paredzētas darbam ar divkanālu tehnoloģiju vai pat četrkanālu tehnoloģiju. Tāpat kā procesoram, katra mātesplate atbalstīs noteiktu RAM arhitektūru.

Mātesplatēm šobrīd ir dažāda veida operatīvās atmiņas sloti, lai gan tie visi pieder DDR standartam. Mums būs: DDR, DDR2, DDR3 un DDR4

Lai uzzinātu vairāk par RAM darbību, iesakām mūsu rakstu:

• Kas ir RAM un kā tas darbojas?

VRM

Sprieguma regulatora moduļa saīsinājums. Tie ir komponentu kopums, kas pārveido elektrisko strāvu, kas nonāk mātesplatē, ar dažādu vērtību un strāvu spriegumiem, lai tos izmantotu citi uz tā uzstādītie komponenti. Lai arī tas nav īpaši piesaistošs, tas ir būtisks, lai komponenti darbotos pareizi un izvairītos no saplīšanas.

Lai uzzinātu vairāk par šiem komponentiem, apmeklējiet mūsu rakstu:

Paplašināšanas sloti

Tie būs laika nišas, kuru funkcionalitāte var paplašināt mūsu iekārtās uzstādīto aparatūru. Tajās jūs varat instalēt grafikas kartes, cietos diskus, tīkla kartes, skaņas kartes utt.

Šīs slotas šobrīd sauc par PCI-Express vai PCI-E un ir tradicionālā PCI aizstājēji. Katrā PCI-E paplašināšanas slotā ir 1, 2, 4, 8, 16 vai 32 datu saites starp mātesplati un pievienotajām kartēm. Mēs kodējam šo saišu skaitu kā priedēkli x, piemēram, x1 vienai vai vienības saitei un x16 kartei ar 16 saitēm, kuras tiek izmantotas grafikas kartēm. Katra no šīm saitēm nodrošina ātrumu 250 MB / s.

Ja mums ir 32 saites, tās piešķirs maksimālo joslas platumu, tas ir, 8 GB / s katrā virzienā PCIE 1.1. Visbiežāk izmanto PCI-E x16, kas nodrošina joslas platumu 4GB / s (250 MB / sx 16) katrā virzienā. Viena saite ir aptuveni divreiz ātrāka nekā parasta PCI saite. 8 saitēm ir joslas platums, kas salīdzināms ar ātrāko AGP kopnes versiju, kas ir vecās grafisko karšu sloti.

BIOS

BIOS vai pamata ievades-izvades sistēma ir ROM, EPROM vai Flash-RAM atmiņa, kas satur informāciju par mātesplates konfigurāciju zemākajā līmenī.

BIOS iekšpusē ir arī atmiņas mikroshēma, ko sauc par CMOS. Ar programmu, ko tā glabā iekšpusē, tā var inicializēt visus paneļa fiziskos komponentus, lai startētu datoru. Turklāt tas ir atbildīgs par to pārbaudi, vai nav kļūdu vai ierīču neesamības, piemēram, RAM, CPU vai cietā diska trūkuma.

BIOS atmiņu nepārtraukti darbina akumulators. Tādā veidā, izslēdzot mašīnu, netiek zaudēti datorā konfigurētie dati un parametri. Jebkurā gadījumā šī baterija ir izlādējusies vai mēs to noņemsim, BIOS informācija tiek atiestatīta uz noklusējuma vērtībām, taču tās nekad netiek zaudētas.

Skaņas karte un tīkla karte

Tās ir mikroshēmas, kas atbild par mūsu aprīkojuma multimediju skaņas un tīkla savienojuma apstrādi. Tās mikroshēmas atrodas netālu no mātesplates izvades portiem, un mēs to daudzkārt varam identificēt ar tās RealTek atšķirtspēju, jo tas ir daudzu šo mātesplatē integrēto ierīču ražotājs.

SATA savienotāji

Tas ir komunikācijas standarts mūsdienu personālajos datoros, lai savienotu mehāniskos cietos diskus un arī SSD. SATA sistēmā datu pārraidei paralēlo vietā tiek izmantota seriālā kopne. Tas ir daudz ātrāks nekā tradicionālais IDE un efektīvāks. Turklāt tas pieļauj karstu ierīču savienojumu, un tam ir daudz mazāki un vieglāk vadāmi autobusi.

Mātesplatē var būt līdz 6 vai 10 no šiem portiem, lai instalētu cietos diskus. Pašreizējais standarts ir atrodams SATA 3, kas ļauj pārsūtīt ātrumu līdz 600 MB / s

Lai uzzinātu vairāk par cietā diska darbību, iesakām šo rakstu:

• Kas ir cietais disks un kā tas darbojas?

M.2 savienotājs

Gandrīz visiem dēļiem šī osta jau ir instalēta. M.2 ir jaunais sakaru standarts, kas paredzēts SATA SSD disku savienojuma aizstāšanai vidējā un īstermiņā. Tas izmanto gan SATA, gan NVMe sakaru protokolus. M.2 ir paredzēts tikai uzglabāšanas vienību uzstādīšanai, tādējādi izvairoties no PCI-E laika nišu aizņemšanas. Šim standartam nav PCI-E ātruma, bet tas ir daudz lielāks nekā SATA.

Lai uzzinātu vairāk par SSD darbību, iesakām šo rakstu:

• Kas ir SSD un kā tas darbojas?

Strāvas savienotāji

Mātesplatē jābūt savienotam ar strāvas avotu, un tam tam ir dažāda veida barošanas savienotāji.

ATX

Tas ir tradicionālais savienotājs, kas mātesplati darbina lielākajā daļā tās komponentu. Tas sastāv no 24 kabeļiem vai tapām un parasti atrodas tā labajā pusē blakus RAM spraugām.

CPU jauda

Papildus ATX2 savienotājam gandrīz visās jaunajās mātesplatēs, vismaz ATX, ir arī šāda veida savienotāji, kas paredzēti tikai procesora darbināšanai. Šāda veida barošanas avoti palīdz palielināt mātesplates barošanas avotu, īpaši pārspīlētu procesoru gadījumos, kuriem patērēšanai nepieciešama lielāka enerģija.

Mēs varam atrast 4 kontaktu CPU savienotāju (vecāku), vienu no 8 vai vienu no 4 + 6 tapām. Tās funkcijas būs praktiski vienādas, un tas viss notiek ar 12 V spriegumu.

Ārējie savienotāji

Šie savienotāji atradīsies mātesplates vienā pusē, gandrīz vienmēr kreisajā pusē. Jūs būsiet atbildīgs par to perifērijas ierīču, kuras mums ir mūsu iestatījumos, pievienošanu, piemēram, printerus, peles, tastatūras, skaļruņus, atmiņas vienības utt. Mēs varam atšķirt šādus veidus:

• PS / 2: ir divi šāda veida porti, kas jau praktiski netiek izmantoti. Viņiem ir 6 tapas, un tie ir paredzēti, lai savienotu tastatūru un peli. Praktiski nevienai tastatūrai nav šāda veida savienotāju, tāpēc tie tiek pārvietoti un aizstāti ar USB USB (Universal Serial Bus): tas ir visplašāk izmantotais seriālā savienojuma standarts visā pasaulē. Šis savienotājs ir pievienots un darbojas, tāpēc mēs varam savienot karstu ierīci, lai operētājsistēma to nekavējoties atpazītu. Papildus datu apmaiņai tas ļauj arī perifēro izlīdzināšanu, padarot to ļoti ērtu un daudzpusīgu. Pašlaik ir četras šī porta versijas: USB 1.1 ar ātrumu 12 Mb / s, USB 2.0 ar 480 Mb / s, USB 3.0 ar 4.8 Gb / s un USB 3.1 ar 10 Gb / s FireWire: Tas ir standarts, kas līdzīgs USB, bet galvenokārt tiek izmantots Amerikā. Viņiem ir praktiski tādas pašas funkcijas kā USB, un tam ir 4 versijas, visstraujākā ir FireWire s3200 ar 3, 2 Gb / s HDMI vai DisplayPort: Šīs pieslēgvietas pastāvēs, ja mātesplatē būs integrēta grafiskā karte. Tas ir digitāls multimediju komunikācijas standarts, kas ļauj savienot augstas izšķirtspējas video ierīces. Caur šīm pieslēgvietām pārvietojas gan video, gan audio signāli, padarot tos īpaši noderīgus. Pašlaik tie ir praktiski pilnībā aizstājuši VGA DVI un VGA portus : pieslēgvietas HDMI priekšgājēja Ethernet ekrāna pievienošanai : RJ 45 interneta ligzdas 3.5 " savienotāja ports : Audio ievades vai izvades ierīču savienotājs

Citi elementi

• Iekšējie USB porti: savienotāji ir pieejami mātesplates apakšā, lai paplašinātu mūsu aprīkojuma USB portus. Šasijas pieejamie USB porti parasti tiks savienoti. Iekšējie skaņas porti: tāpat kā USB, tāfelei ir iekšējs ports, lai savienotu mikrofonu un skaļruņus no portiem, kas izvietoti šasijā. Pulksteņi: lai sinhronizētu visus iekšējos komponentus, ir nepieciešama pulksteņu virkne, kas darbojas dažādās frekvencēs, atkarībā no katra komponenta vajadzībām. Ventilatora savienotāji : Tie ir 12 V savienotāji, kas paredzēti tādu ventilatoru ievietošanai kā CPU vai šasijas ventilatori. Viņiem ir 4 tapas. Starta panelis: tie ir barošanas savienotāju virkne, kurā ir savienotas šasijas pogas, kuras ir atbildīgas par sistēmas palaišanu un atiestatīšanu. Tiks pievienots arī cietais disks un barošanas gaismas diodes.

Darbina mātesplati

Pamatplates darbība ir diezgan sarežģīta, ņemot vērā uz tā uzstādīto lielo elementu skaitu un informācijas apmaiņai paredzēto autobusu skaitu. Shematiski mēs to varam attēlot šādā veidā:

Šajā shēmā mēs varam atšķirt galvenos elementus, kas iejaucas operācijā un pārvaldībā, un par atskaites punktu var ņemt datora sākuma procesu:

Pirmā lieta, kas mātesplatē jādara pirms operētājsistēmas ielādēšanas no cietā diska, ir komponentu inicializēšana. Programma, kas atrodas BIOS, ir atbildīga par visu tam pievienoto ierīču: CPU, RAM un cieto disku pārbaudi. Ja kāda no tām trūkst, ir salauzta vai atklāj citas novirzes, mātesplate izstaros kļūdas kodu, kas tulkots skaņas pīkstēs, vai arī izmantojot kodu, kas atrodas uz tā esošā LED paneļa.

Kad pārbaudes posms ir pabeigts, iekšējā kopne tiek ielādēta ar informāciju no uzglabāšanas vienībām. Šeit iejaucas dienvidu tilts (ja tāds pastāv) un ziemeļu tilts.

Pēc informācijas pieprasīšanas no cietajiem diskiem un ievades / izvades ierīcēm un citiem komponentiem ziemeļu tilts ir atbildīgs par procesora savienošanu ar RAM. Tas tiek darīts caur priekšējo autobusu vai priekšējo sānu kopni (FSB). Divkanālu tehnoloģijas ieviešanas gadījumā tas sastāvēs no 64 pavedieniem vai 64 + 64.

Jebkurā gadījumā atmiņā ielādētie operētājsistēmas dati jau tiks atrasti datora sāknēšanai.

Vienlaicīgi ziemeļu tilts nosūtīs grafiskos signālus uz grafikas karti, kas uzstādīta CPI-E x16 slotā, kuru tieši pārvalda tā. Vai arī jūsu gadījumā tas savienosies ar grafisko karti, kas instalēta pašā mātesplatē. To veic FSB autobuss.

Jebkurā gadījumā dators sāksies, un datu apmaiņu apstrādei pārvaldīs elementi, kas savienoti ar kopni un mikroshēmu.

Galīgais secinājums un cerības par to, kas ir mātesplate

Ja mums ir kļuvis skaidrs, ka arvien grūtāk ir izskaidrot datora komponentu darbību vienkāršotā veidā. Tehnoloģija progresē neticami strauji, un elementi kļūst sarežģītāki, funkcionālāki un sarežģītāki.

Ar ātrumu, kādu mēs ejam, ir iespējams, ka 5 nm barjera tiks sasniegta ļoti īsā laikā, un mēs redzēsim, ka lielie uzņēmumi plāno iet tālāk.

No savas puses mēs priecājamies par šiem sasniegumiem, arvien ātrākām, sarežģītākām iekārtām un par noturīgu cenu, ja mēs ejam uz vidējas klases komponentiem, kas arī ir ļoti labi.

Mēs iesakām arī mūsu rakstu par kvantu procesoriem

• Kas ir kvantu procesors un kā tas darbojas?

Mēs ceram, ka ar šo rakstu jūs esat uzzinājuši vairāk par mātesplates komponentiem un tā pamatdarbību. Ja jums ir šaubas, precizējumi vai kļūdas, nevilcinieties mums to pateikt.